[기초실험] Pb-Sn 냉각 곡선에 의한 상평형도 작성

소개

대학 신소재(재료)전공 기초실험 자료입니다.
이론, 결과, 고찰 등 직접 실험내용을 토대로 작성한 문서입니다.
대충 짜집기한 문서와 달리 체계적인 틀에 맞춰 구성되어있습니다.
공부하거나 레포트 참고용으로 믿고 구매하셔도 후회없으실 겁니다. 도움되셨으면 합니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험장치
3. 실험재료
4. 관련이론
5. 실험방법
6. 결과 및 고찰
7. 결 론
8. 참고문헌

본문내용

액체상태에 있는 순 금속의 원자들은 약한 인력으로 상호 결합되어 있으며 또 불규칙하게 배열되어 있다. 원자들은 운동을 할 수 있고 액체금속은 용기의 형상에 따라 쉽게 흘러 들어갈 수 있으며 연결이나 응집은 할 수 없다. 순 금속이 액상으로부터 고상으로 냉각 될 때에 응고점이라 불리는 일정온도에서 상태의 변화가 일어나며, 이 과정을 응고(solidification)라 부른다. 냉각 과정 중에 여러 시간에 있어서의 금속의 온도를 기록해 보면 냉각곡선을 얻을 수 있다. 응고점에 있어서의 금속의 온도는 응고가 진행되는 동안 일정하다는 것을 알 수 있다. 외부로부터 금속에 열을 가하지 않아도 일정온도로 유지되기 위해서는 금속으로부터 열이 방출되어야만 한다.

<중 략>

그런데 어느 용융금속이 조사된 온도 범위내에서 응고점 Ts를 갖는다면 그 온도는 일반적으로 Ts에 도달될 때까지는 뉴튼의 냉각곡선을 따라 냉각될 것이며 이것이 응고될 때는 일정한 온도 Ts에서 응고열을 방출하게 되므로 상변태가 일어나는 동안에는 온도는 떨어지지 않고 정지상태에 있게 된다. 이 것은 Gibbs의 상률에 의하면(P+F=C+1) 일정한 압력하에서 어느 단일성분계가 액상과 고상으로 공존하는 평형상태에서는 자유도가 없기 때문이다. 이제 완전히 응고가 이루어진 다음에는 다시 정지되었던 냉각곡선이 정지되기 전의 형태로 돌아간다. 정지점에서의 정지시간 △t는 응고되는 용액의 양과 응고열에 비례한다.

<중 략>

[그림1]에서 절점은 232℃에서 나타났고 과냉각이 일어났음을 알 수 있다. 약 90초 동안 잠열 반응이 일어난 것을 확인 할 수 있다. [그림2]에서는 절점이 230℃에서 나타났고 과냉각 현상이 일어 났음을 알 수 있다. 약 70초 동안 잠열 반응이 일어 난 것을 확인 할 수 있다. [그림3]에서 절점은 217℃도에서 나타났고 과냉각 현상을 확인 할 수 있다. 약 100초 동안 잠열 구간을 볼 수 있다. [그림4]에서 절점은 190℃에서 일어났고 과냉각 현상이 일어 났음을 알 수 있다. 약 60초 동안 잠열현상을 관찰 할 수 있다.

참고자료

· 이상호 / 소재공학기초실험 / 한밭대학교출판부, 2010
· William D. Callister, jr / 재료과학과 공학 / 시그마프레스, 2007